Gör en anpassad Arduino -testbänk med trådinpackning: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

Denna instruktionsbok visar dig ett enkelt sätt att ansluta en Arduino Nano till olika kretskort. Detta projekt kom till under min sökning efter ett effektivt, men icke-destruktivt sätt att sammankoppla flera moduler.

Jag hade fem moduler som jag ville koppla samman:

• En Arduino
• En 5-tums 800x480 grafisk LCD-pekskärm från Haoyu-elektronik
• En SD -kortläsare
• En DS1302-klockenhet i realtid
• En MAX485 RS-485/RS-422 sändtagare

Pekskärmen och klockmodulerna i realtid hade tidigare använts i mina min Dali Clock och mina Rainbow Synthesizer-projekt, men dessa prototyper hade gjorts på ett brödbräda och hade demonterats för att ge plats för nya projekt.

Det blev klart för mig att ha alla dessa moduler tillsammans i en permanent armatur skulle tillåta mig att lägga mer tid på att skriva programvara och mindre tid att koppla upp saker på en bräda. Samtidigt ville jag inte permanent löda ihop något så att jag kunde bevara modulerna för framtida bruk.

Den här instruktionsboken visar hur jag sätter ihop allt med hjälp av trådförpackning.

Steg 1: Planera sammankopplingar

Mitt första steg var att kartlägga hur man kopplar alla moduler till de tillgängliga stiften på en Arduino Nano. Displayen och SD -kortet är båda SPI -moduler. SPI är en buss, så CLK-, MISO- och MOSI -linjerna kan kopplas ihop med modulerna som behöver det tillsammans med ström. Var och en skulle dock behöva sin egen CS (Chip Select) pin.

Jag bestämde mig för att sätta RTC -modulen på sina egna stift eftersom tidigare experiment hade visat mig att den inte var helt SPI -kompatibel. Sändtagarmodulerna behövde också egna stift.

Efter att ha kartlagt allt fann jag att det såg ut så här:

• Arduino Pin GND -> LCD GND -> SD Card GND -> Transceiver GND -> RTC 5V
• Arduino Pin 5V -> LCD 5V -> SD Card 5V -> Transceiver VCC -> RTC VCC
• Arduino Pin 13 -> LCD CLK -> SD Card CLK
• Arduino Pin 12 -> LCD MISO -> SD Card MISO
• Arduino Pin 11 -> LCD MOSI -> SD -kort MOSI
• Arduino Pin 10 -> LCD CS
• Arduino Pin 9 -> LCD PD
• Arduino Pin 2 -> LCD INT
• Arduino Pin 8 -> RTC CLK
• Arduino Pin 7 -> RTC DAT
• Arduino Pin 6 -> RTC RST
• Arduino Pin 4 -> SD Card CS
• Arduino Pin 14 -> Transceiver DI
• Arduino Pin 15 -> Transceiver DE
• Arduino Pin 16 -> Transceiver RE
• Arduino Pin 17 -> Transceiver RO

Stiften 0 och 1 används av USB-gränssnittet, så de var utanför gränserna. Digitala stift 3, 5, 18 och 19 förblev fria, liksom analoga ingångar A4 till A7, vilket möjliggjorde framtida expansion.

Steg 2: Problemet med bygelstrådar och trådöverdrag som lösning

Inledningsvis hade jag försökt koppla ihop allt med korta anpassade krympade Y -kablar. Crimps och kontakter är dock endast konstruerade för att ta en tråd i taget. Att klämma ihop flera trådar i ett hus var svårt och ledde till ömtåliga leder som inte varade länge. Krimpningsprocessen var inte bara tidskrävande, en gång i bruk kunde kontakterna troligen lossna från stift, vilket ledde till ytterligare bortkastad tid att spåra intermittenta fel.

Jag hade alltid velat prova på trådomslag, så jag tyckte att det här var ett bra tillfälle att göra det. Efter lite undersökning köpte jag ett WSU-30 M-verktyg, några extra långa 19 mm långa enradiga sidhuvuden och 30 AWG-trådtrådspappertråd på eBay.

Som en teknik har trådlindning en lång historia. Det var ett populärt sätt att göra digitala datorer på 60-, 70- och 80 -talen och såg frekvent användning i telefoncentraler. Även om det var föråldrat av massproducerade kretskort, har trådförpackning följande fördelar för amatören:

• Det är billigt och snabbt
• Det är lätt att applicera och kan tas bort rent
• Det fungerar med stifthuvuden som är lödda på många utbrottskort
• Det bildar en långvarig och pålitlig anslutning
• Det tillåter flera anslutningar till och från varje punkt (när långa rubriker används)

Steg 3: Förbereda en Arduino Nano

Nästa steg var att förbereda min Arduino Nano. Jag hade en Arduino Nano utan några rubriker, vilket visade sig vara praktiskt, eftersom jag ville lödda de extra långa huvudstiften på ovansidan så att jag kunde se etiketterna när jag lindade in tråd.

Jag lödde också några extra långa rubriker till det lilla utbrottskortet som följde med min skärm.

På sändtagarmodulen var skruvterminalerna på motsatta sidan av rubrikerna, så jag avlödde dem och flyttade dem till samma sida som rubrikerna.

De andra brädorna hade korta rubriker redan lödda på rätt sida, så jag behöll dem som de är.

Steg 4: Designa ett fack

Jag ville kunna montera all elektronik på baksidan av LCD -stativet som jag hade skapat för min Dali Clock instruerbart, så jag modellerade upp något i OpenSCAD. Jag gjorde utskärningar för de olika brädorna jag ville montera.

Efter att jag skrivit ut facket, varmlimmade jag alla moduler på plats.

Steg 5: Wirewrapping -processen

Processen med trådinpackning består av de fyra stegen: mätning, skärning, avskalning och inslagning.

Jag mäter ut tillräckligt med tråd för att spänna över de två punkterna jag vill ansluta, plus en extra tum i varje ände för inslagning. Sedan avlägsnar jag 1 tum isolering i varje ände och använder verktyget för att linda tråden på stolpen.

Följande är den exakta tekniken jag använder, som du kan se på min demonstrationsvideo:

• Jag mäter intervallet mellan två punkter jag vill ansluta
• Jag markerar önskad längd med mina fingrar och använder sedan en linjal för att lägga till två tum
• Jag klippte tråden i längd
• Jag mäter 1 och en 1/4 tum från änden
• Jag sätter sedan in änden i hålet på omslagsverktyget
• Jag drar ner tråden i springan i skärbladet
• Jag ryckte bort tråden från andra änden och tog av en tum tråd
• Jag upprepar processen för den andra sidan av tråden

Med tråden avskalad i båda ändarna, sätter jag in den trådlösa änden i tråden i trådlindningsverktyget så att den avskalade delen kommer ut ur skåran på sidan. Jag skjuter sedan ner spetsen på en stolpe och ger den några varv, håller verktyget löst så att det kan stiga upp när det slingrar.

En bra anslutning kommer att lämna cirka 7 varv av tråd på stolpen. Om svängarna är staplade på varandra, tryck inte ner verktyget så hårt!

UPPDATERING: Flera av er har lärt sig att isoleringen ska linda runt stolpen för dragavlastning. Jag har inkluderat två bilder för att visa skillnaden.

Steg 6: Wire Wraping the Board

Detta visar tavlan efter att jag anslutit alla anslutningar. Jag gjorde några misstag under vägen, men dessa kunde enkelt ångras genom att klippa trådarna och använda pincett för att lossa ändarna från stolparna.

Jag föreslår att du gör det en del i taget och kontrollerar ditt arbete med en multimätare eller genom att starta och testa varje komponent. Det är mycket svårare att fixa när det finns flera lager av trådar.

Min färdiga produkt ser lite rörig ut, men om du vill kan du vara lite mer försiktig med routingen eller använda olika färger för att hålla saker och ting tydliga.

Även om det inte ser vackert ut, är det mycket mer robust än ett brödbräda! Men den stora bonusen är att om du när som helst vill ta isär det kan du göra det enkelt utan att skada Arduino Nano eller stifthuvudena på de enskilda brädorna!

Steg 7: Kompatibla projekt

Den färdiga styrelsen låter dig genomföra dessa projekt:

• 80 -tals stil smältande digital klocka
• Ett upplyst regnbågspiano med en Arduino (kräver externa komponenter)